Влияние физических нагрузок на организм спортсмена. Гормоны и физическая нагрузка.
Гормоны играют крайне важную роль в работе человеческого организма. Эти вещества стимулируют работу определенных клеток и систем организма. Гормоны производятся эндокринными железами и определенными тканями.
Из широкого спектра гормонов особую важность имеют анаболические и катаболические гормоны. Катаболизм – это процесс метаболического распада клеток и тканей, а также разложения сложных структур с выделением энергии в виде тепла или в виде аденозинтрифосфата. Катаболические процессы обеспечивают высвобождение большого количества энергии.
Анаболические процессы противоположны катаболическим. Под анаболическими процессами подразумевают процессы создания клеток и тканей, а также веществ, необходимых для работы организма. Течение регенеративных процессов и анаболизм мышечной ткани во многом зависят от уровня гормона роста, инсулина и тестостерона в плазме крови.
Физическая активность существенно повышает концентрацию множества гормонов в плазме крови и не только непосредственно в момент нагрузки. С начала выполнения упражнения (напр. около максимальной мощности), за первые 4-10 минут концентрация различных гормонов и продуктов метаболизма меняется самопроизвольно. Так с началом упражнения растет концентрация молочной кислоты в крови. А концентрация глюкозы начинает меняться обратно пропорционально концентрации молочной кислоты. При увеличении времени нагрузки в крови растет уровень соматотропина.
Другие исследования продемонстрировали, что у людей преклонного возраста (65-75 лет) после занятий на велотренажере уровень тестостерона увеличивался на 40%. Специалисты геронтологии полагают, что именно сохранение нормальной концентрации тестостерона обеспечивает бодрое, энергичное состояние в преклонные годы и, вероятно, увеличивает продолжительность жизни.
Секрецию гормонов и их попадание в кровь при физических упражнениях можно представить в виде каскада реакций. Физическое напряжение как стресс провоцирует выделение в структурах мозга либеринов, которые, в свою очередь, запускают производство тропинов гипофизом. Через кровь тропины проникают в эндокринные железы, где и осуществляется секреция гормонов.
Катаболизм обусловлен наличием в крови множества факторов, участвующих в высвобождении энергии. Один из этих факторов – кортизол. Этот гормон помогает при стрессах. Однако слишком высокий уровень кортизола нежелателен: начинается расщепление клеток мышц, нарушается доставка в них аминокислот. Совершенно ясно, что в таких условиях при попадании в организм протеинов они не смогут принять участие в анаболизме, а будут либо интенсивно выбрасываться с мочой, либо превращаться печенью в глюкозу. Еще одна отрицательная роль кортизола проявляется в его воздействии на сахаридный метаболизм в период отдыха после упражнения, когда спортсмен желает скорее восстановить силы. Кортизол ингибирует скопление гликогена в мышечной ткани. Увы, кортизол производится в человеческом организме во время тяжелых тренировок. Интенсивные тренировки, высокая физическая нагрузка – это всё стресс. Кортизол выполняет одну из главных ролей при стрессах.
Устранить катаболический эффект кортизола можно с применением анаболических стероидов. Но этот метод – крайне вреден для здоровья. Побочные явления столь опасны, что спортсмену следует найти другие эффективные анаболики, легальные и не вызывающие побочных эффектов. Получение организмом большого количества сахаридов в результате анаболической активности инсулина также благоприятствует быстрому восстановлению. Выяснилось, что и в данном случае эффект достигается ингибированием активности кортизола. Концентрация инсулина обратно пропорциональна концентрации кортизола в крови. Инсулин является полипептидным гормоном и необходим в объединении путей энергоснабжения. Анаболизм инсулина затрагивает мышечную, жировую ткань и печень. Инсулин стимулирует образование гликогена, алифатических кислот и протеинов. Также инсулин ускоряет гликолиз.
Сам механизм анаболизма инсулина состоит в ускорении попадания глюкозы и свободных аминокислот в клетки. Однако процессы образования гликогена, активируемые инсулином, провоцируют уменьшение концентрации глюкозы в крови (основной симптом гипогликемии). Инсулин замедляет катаболизм в организме, в т.ч. разложение гликогена и нейтрального жира. Ускорение анаболизма в организме, то, чего хотят большинство культуристов, возможно и без применения допинг-средств типа анаболических стероидов.
Одним из важнейших агентов, активирующих производство протеина, является прогормон – соматомедин С. Специалисты утверждают, что образование этого вещества стимулируется соматотропином и осуществляется в печени и мышечной ткани. Производство соматомедина С в определенной степени зависит от объёма аминокислот, получаемых организмом. Гормоны с анаболическим эффектом после физических упражнений выполняют еще одну задачу. В результате исследований было выяснено, что при физических нагрузках волокна мышц повреждаются. Под микроскопом на специально подготовленных образцах мышечной ткани можно увидеть частые надрывы и полные разрывы волокон мышц. Факторов столь деструктивного эффекта нагрузки несколько. Первые гипотезы специалистов были связаны с деструктивным эффектом катаболических гормонов. Позже также было обосновано деструктивное воздействие свободных окислителей.
Эндокринная система управляет всеми видами метаболизма и, в зависимости от ситуации, может активировать резервные силы организма. Она же контролирует восстановление после тяжелых физических упражнений. Причем реакции гормональных систем сильно отличаются в соответствии со степенью нагрузки (большой или умеренной мощности).
При нагрузке умеренной мощности и долгой тренировке увеличивается уровень гормона роста и кортизола, падает уровень инсулина и увеличивается уровень трииодтиронина.
Нагрузке большой мощности сопутствует увеличение концентрации гормона роста, кортизола, инсулина и Т3. Гормон роста и кортизол обуславливают развитие специальной работоспособности, и поэтому увеличение их концентрации во время разных тренировочных циклов сопровождается улучшением спортивных показателей спортсмена.
В результате многих исследований специалистов было выяснено, что у профессиональных бегунов на сверхдальние дистанции в спокойном состоянии обнаруживается низкая или нормальная концентрация гормона роста. Однако при марафоновском забеге уровень гормона роста в крови сильно увеличивается, что обеспечивает высокую работоспособность на продолжительный срок. Гормон роста (соматотропин) – гормон, отвечающий за анаболизм в организме (рост, развитие, увеличение веса тела и различных органов). В организме взрослого человека воздействие гормона роста на функции роста в большей степени теряется, а на анаболические функции (образование протеина, сахаридный и жировой обмены) остается. Это и является причиной запрета соматотропного гормона как допинга.
Другим немаловажным гормоном адаптации служит кортизол, который отвечает за сахаридный и протеиновый метаболизм. Кортизол контролирует работоспособность путем катаболического процесса, при котором печень снабжается гликогеном и кетогенными аминокислотами. Вместе с катаболическим процессом (остановка производства протеина в лимфоидной и соединительной тканях) осуществляется сохранение концентрации глюкозы в плазме крови спортсмена на достаточном уровне. Данный гормон также запрещен в качестве допинга. Инсулин управляет концентрацией глюкозы и ее перемещением через мембраны мышечных и других клеток. Уровень инсулина в норме – 5-20 мкед/мл. Нехватка инсулина снижает работоспособность вследствие уменьшения количества глюкозы, доставляемой в клетки.
Выделение инсулина стимулируется при упражнениях большой мощности, что обеспечивает высокую проницаемость клеточных мембран для глюкозы (стимулируется гликолиз). Работоспособность достигается благодаря сахаридному обмену. При умеренной мощности упражнений уровень инсулина падает, что приводит к переходу с сахаридного метаболизма на липидный, что столь востребовано при продолжительной физической активности, когда резервы гликогена частично израсходованы.
Тиреоидные гормоны тироксин и трииодтиронин управляют основным метаболизмом, расходом кислорода и окислительным фосфорилированием. Изменение уровня тиреоидных гормонов определяет предел работоспособности и выносливости человека (возникает дисбаланс между получением кислорода и фосфорилированием, замедляется окислительное фосфорилирование в митохондриях мышечных клеток, замедляется ресинтез аденозинтрифосфата). Обследования бегунов на сверхдальние дистанции продемонстрировали связь между работоспособностью и соотношением гормона роста и кортизола.
Обследование эндокринной системы определенного спортсмена позволяет определить его возможности и готовность выдержать физическую нагрузку с лучшими показателями. Другим существенным аспектом предсказания специальной работоспособности служит выявление способностей коры надпочечников производить кортизол в ответ на раздражение адренокортикотропным гормоном. Повышенное производство кортизола говорит о способности спортсмена работать в оптимальном режиме.
Спортивная работоспособность разных полов существенно зависит от тестостерона. Этот гормон обуславливает агрессию, темперамент и целеустремленность при исполнении задания. Гормональные средства (тестостерон и его вариации, анаболические стероиды, гормон роста, кортикотропин, гонадотропный гормон, эритропоэтин) искусственно увеличивают работоспособность человека, и поэтому считаются допингом и запрещены к употреблению в соревнованиях и на тренировках.
Зачастую употребление препаратов гормонов идет вразрез со здоровым образом жизни и в конечном счете может привести к тяжелым патологиям.
Статья подготовлена главным врачом ГУЗ «ОВФД»
Николаевой И.В.
Источник
Как “догнать” рост?
Известно, что одной из характеристик физического развития детей и подростков является рост. “Можно ли как-то повлиять на рост?” — часто спрашивают заботливые родители. На этот и другие вопросы отвечает Елена ЛОБЫКИНА, доктор медицинских наук, профессор, врач-диетолог ГБУЗ КО “Новокузнецкий центр медицинской профилактики”:
— Для ответа на этот вопрос немного напомню, как рост происходит. В течение жизни ребенка, до момента достижения окончательного роста, идет смена периодов ускоренного и замедленного роста. Формирование костей заканчивается в среднем к 25 годам. К этому возрасту происходит формирование так называемого “пика костной массы”, когда происходят ускорение линейного роста, интенсивное нарастание костной массы и увеличение размеров кости. Выделяют три периода наибольшего скачка роста: первый год жизни (рост увеличивается на 50% от длины тела при рождении); 5-6 лет и 13-15 лет (пубертатный скачок роста). Участвуют в процессах роста практически все гормоны, особенно это относится к гипофизу, щитовидной железе и половым железам (особенно в период пубертата). В связи с этим при задержке роста необходимо исключить заболевания этих эндокринных органов.
— Какие факторы способствуют замедлению роста ребенка?
— На рост влияют наследственность, конституциональные особенности и наличие заболеваний. Дефицит гормона роста встречается редко, чаще встречаются конституциональные особенности роста (особенно у мальчиков). Плохо растут дети невысоких родителей с так называемым “семейным замедленным созреванием”. Задержка роста и пубертата могут наблюдаться как при резком дефиците массы тела в результате недостаточной калорийности или несбалансированного питания (нервная анорексия, попытка похудеть на низкокалорийных диетах), так и при ожирении у подростков. Главный ориентир, на который надо обратить внимание при исключении гормональной проблемы задержки роста (дефицита гормона роста), — это отсутствие динамики роста ребенка в течение года.
— Может ли питание влиять на рост ребенка?
— Да, может. Для поддержания концентрации и ритма секреции гормона роста полноценное и сбалансированное питание (достаточное количество и правильный баланс не только белков, жиров и углеводов, но и витаминов и минеральных веществ) крайне необходимо. Это достаточно частая причина отставания в росте у детей.
В первые годы жизни задержка роста может возникнуть из-за недостаточности питания, нарушения кишечного всасывания. Если ребенок с раннего детства отстает в росте от сверстников, а причина отставания неясна, необходимо обязательно исключить скрытое течение у ребенка целиакии — заболевания, сопровождающегося непереносимостью глютена (клейковины) — белка, который содержится в пшенице и некоторых других злаках. Нарушения функции кишечника приводят к развитию всасывания необходимых пищевых веществ.
— Как естественным путем, с помощью питания, повысить секрецию гормона роста?
— Доказано, что белково-энергетическое недоедание, дефицит в питании витаминов (А, Д) и минеральных веществ (кальция, железа, йода, цинка и др.) приводят к нарушению роста. Белок необходим для правильного формирования костной и хрящевой ткани, а также для образования гормонов, регулирующих рост, в том числе и самого гормона роста. Соответственно, недостаток белка в пище напрямую может влиять на задержку роста. Кроме того, дефицит полноценного белка нарушает процессы всасывания витаминов и минеральных веществ из пищи. Дефицит белка может проявляться у детей снижением мышечной массы (в том числе и массы тела) и болью в мышцах, линейной деформацией костей, изменениями со стороны кожи (изменение цвета, сухая шелушащаяся кожа, длительно не заживающие язвы и раны).
— Как на рост влияет витамин D?
— Витамин D за счет регуляции фосфора и кальция и повышения всасывания кальция в кишечнике регулирует костный обмен, предупреждая развитие рахита и остеопороза. Пищевые источники — это печень животных, желток яиц, молоко, масло, сметана, икра. Профилактика дефицита витамина D может быть достигнута путем увеличения солнечного облучения, употребления продуктов, богатых витамином D, и ежедневного приема витамина D. У нас принято активное назначение витамина D детям до 1-2 лет с целью профилактики рахита, затем про витамин D “забывают”, особенно в подростковом возрасте. Между тем в нашей стране среди всех групп населения наблюдается дефицит витамина D различной степени, что требует при ликвидации дефицита подключения лечебных доз, и не в режиме курсового, а более длительного его применения.
— Можно ли передозировать витамин D?
— Получить передозировку можно, если без исследования крови, например, назначить высокие взрослые лечебные дозы витамина D маленькому ребенку. В реальной практике у детей и подростков получить передозировку трудно, если только не принимать месяц по бутыльку капель витамина в неделю. Это крайности. Уж слишком дефицитен витамин D в питании россиян любого, в том числе детского и подросткового возраста. Поэтому вышеуказанные дозировки являются минимальными профилактическими дозами. Наоборот, чаще должен возникать вопрос: “А достаточна ли для моего ребенка эта доза?”
— Что еще поможет “догнать” рост?
— Для образования гормона роста необходим цинк, который стимулирует образование и минерализацию костной ткани, участвует в образовании ферментов, регулирующих рост и обмен белка. Около 30% всего содержащегося в организме цинка находится в костях. Основной источник цинка — мясные продукты. Помимо этого, к продуктам, богатым цинком, относятся тыква, семена кабачков, мясо краба, арахис.
К сожалению, Западная Сибирь относится к регионам не только дефицитным по йоду, но и железу. Отмечают, что латентный (скрытый) железодефицит может встречаться у 50 — 60% подростков. Логично полагать, что питание и дыхание любой клетки, тем более растущей, как кость, будет нуждаться в хороших дотациях железа. Кроме этого, гипоксия, развивающаяся при дефиците железа, будет влиять и на синтез гормона роста.
Контролируют линейный рост (особенно в первые годы жизни ребенка) и гормоны щитовидной железы, для образования которых необходим йод и животный белок. Напомню, что идеальной комбинацией этого являются морская рыба и морская капуста. Гораздо меньше йода содержится в нашем традиционном (“безрыбном”) рационе питания. Не забывайте про любую возможность включать в рацион обогащенные йодом продукты питания (например, соль и хлеб). В организме все очень взаимосвязано.
Таким образом, только разнообразное, не однотипное изо дня в день, питание, с включением всех групп продуктов, может улучшить ростовые показатели ребенка и подростка.
— Какие еще факторы, кроме питания, могут влиять на рост?
— Для нормального роста ребенка также важны: качество и продолжительность сна. Увеличение продолжительности сна способствует увеличению выделения гормона роста. Подросткам в этот период спать желательно 8-10 часов. Помимо сна регулярная физическая аэробная нагрузка: занятия плаванием, гимнастикой (турник), легкой атлетикой. Анаэробные физические упражнения (марафоны, тяжелая атлетика) могут привести к задержке темпов и в конечном счете к достижению небольшого конечного роста.
Источник